创新研发

创新是企业发展的动力和源泉,华科润始终坚持研发创新路线,不断向临床与市场提供新产品、新技术、新理念,形成了机器人赋能的数字微创骨科研发布局与产品管线

椎体成形领域

由华科润研发的弯角椎体成形技术体系,能够实现单侧定位、穿刺、开腔、扩张、填充等便捷操作,有效解决了传统椎体成形手术器械所存在的穿刺风险较高、骨水泥弥散不可控、手术时间长等问题。在此基础上,华科润进一步开展椎体成形内植入物、人工智能椎体成形系统的研发工作,给临床和患者带来更多的创新技术和产品。

 

弯角椎体成形技术体系的构建和创新

作为弯角椎体成形技术的开拓者和引领者,华科润构建了完整的弯角手术解决方案与技术体系,实现了单侧穿刺双侧成形、骨水泥全椎体定向多点低压注射、骨水泥沿弧形通道均匀弥散的手术效果。同时,研发团队正在推动的弯角通道工具和集成化工具创新项目,将分别大幅提升硬质骨弯曲通道建立的便捷度,以及实现手术器械的多功能化,达到减少器械配置、提高手术效率、降低术者射线暴露时间等目标。

 

椎体成形内植入物技术的开发和研究

聚焦椎体撑开后高度回缩、骨水泥渗漏等临床问题,华科润研发的新型椎体成形弯角内植入物技术结合独特的防渗漏机制,将实现单侧植入全椎体扩张、椎体撑开高度维持以及骨水泥定向弥散并降低骨水泥泄漏等突破性临床效果。

 

人工智能椎体成形技术

智能化是骨科手术的发展趋势,椎体成形术结合人工智能,能够实现自动化靶点导航穿刺、精准化深度控制、精确化椎体扩张、可控化骨水泥填充的目的,该技术的研发,能够极大程度地降低手术难度和风险。

脊柱微创领域

传统脊柱开放手术存在软组织需广泛剥离、术中长时间牵拉、手术创伤较大、后路稳定结构被破坏等影响患者术后恢复的问题,华科润致力于研发具有损伤小、恢复快等特点的数字化、智能化、微创化脊柱诊疗技术,让手术更简单、康复更快速。

 

微创椎间融合技术
微创下完成椎间融合一直是脊柱融合技术的难点,华科润开发了一种能在直视下完成椎间融合的微创融合器。该融合器可通过极小的内镜通道进入椎间隙,并以独特的撑开机制实现高度调节。该微创融合器可撑开比例大,可获得充分的腔内植骨空间及与上下终板的接触面积,椎体支撑更稳定,融合率显著提高。该产品技术的创新研发将推进融合技术从小切口到微创的跃进,真正意义上实现脊柱融合手术的微创化、可视化。

 

经椎弓根融合技术
经椎弓根融合技术是脊柱融合固定的又一次创新和突破。通过极微小的创口,形成贯穿多节段椎体及椎间隙的通道,并联合骨水泥等生物材料实现椎体间微创快速融合固定。该术式革新了传统的融合内固定技术,具有操作简单、创伤小、恢复快、效果好等优点,有显著的临床与经济价值。

 

微创内固定技术
在脊柱微创内固定产品技术领域中,华科润专注于微创减压、微创内固定及微创器械的开发,可实现在微创工作通道下的单侧入路双侧减压,经皮置钉、穿棒更加精准可靠,具有损伤小、操作便利、性能稳定等优点,同时能够有效减少或避免对后柱骨性结构的破坏,保持后方关节和韧带的完整性,最大程度减少手术造成的医源性损伤,减轻了患者疼痛,缩短了患者康复周期。

有源设备及耗材领域

脊柱疾病的治疗方式经历了保守治疗、介入手术、开放手术治疗、内窥镜下微创手术等多个发展历程,目前,脊柱内镜技术作为脊柱微创技术的重要组成部分,正处于快速发展阶段。该技术系统类别繁多、术者学习曲线较长、终端采购价格较高、售后服务困难,致使技术难以下沉。华科润有源设备及耗材产品线的创新与研发,旨在通过革新产品结构与操作方式,解决以上痛点和需求,加速脊柱内镜与相关微创设备的普及与发展。

 

创新脊柱微创技术
华科润紧跟市场需求,围绕高度集成化的脊柱内镜解决方案,与现有脊柱微创技术相融合,通过创新的结构性突破,实现了脊柱内镜技术“由繁到简”的蜕变。使临床的适用范围更广,与工具的兼容性更高,提升术中操作的灵活性、便捷性和安全性,显著缩短手术时间,降低术者学习曲线,提高内窥镜及工具的使用寿命,减少客户的采购及售后维护成本。

 

安全可控的截骨技术
术中截骨、磨骨技术的创新正围绕高效、精准、安全的目标展开,华科润聚焦此方向,针对现有技术不能精准控制、对软组织损伤风险大以及由此产生的手术效果不理想等问题,采用高速的、智能的计算核心,与创新的产品技术相结合,实时监控显示工作部位的组织结构状态,反馈和提醒截骨趋势,从而实现截骨技术微创化、可控化、智能化的飞跃。

运动医学领域

骨道定位不准确、移植物规格选择不当、固定强度不足、特殊部位镜下手术操作苦难等问题直困扰着临床医生和骨科从业者,针对这些痛点,华科润着力于韧带重建、软组织修复、骨填塞技术等领域的创新和研发,通过技术突破,最大程度地解决临床所面对的相关问题。

 

韧带重建方向
为提高韧带重建术中自锁定机构的稳定性,创新研发双重加压自锁技术,能有效提升自锁结构的可靠性,避免术后自锁结的脱开和松动,显著提升植入物的初始固定强度和稳定性,术后愈合过程中可有效避免交叉韧带重建术后松动/失效等并发症,降低二次手术的发生概率,帮助患者更好、更快回归日常生活。

 

软组织修复方向
关节镜微创手术技术是骨科运动医学实现损伤小、恢复快的重要途径,但是受限于操作空间和复杂的操作步骤,在部分治疗中难以达到理想治疗效果。应用角度精准调节技术和连续穿刺技术可以扩大治疗范围、拓宽手术操作空间,减少手术操作步骤,降低术者操作难度和手术风险,缩短患者恢复时间,赋能关节镜微创手术技术更大范围的推广和开展。

 

骨填塞技术方向
为加强软组织-骨界面的固定强度,降低移植物非预期移动的风险,创新研发了骨填塞固定技术。骨填塞应用新型的骨填充材料制备,并具有独特的结构形态,能够有效减少骨与软组织之间的空隙,增强软组织-骨界面的固定强度、减少并发症的发生几率。新型骨填充材料释放的促骨生长因子可有效促进骨骼生长,促进骨与软组织的结合,避免发生软组织与骨结合时可能出现的部分接触或远期松动等问题。

 

生物医用材料领域

再生与重建是生物医用材料的发展趋势,华科润致力于研发和推出新型可吸收高强骨水泥、骨诱导材料以及仿生骨材料等创新型生物医用产品技术,以满足临床对骨修复材料不断提出的新的需求。

 

可吸收高强骨水泥
骨质疏松性骨折的修复与重建一直都是现代骨科学领域的难题。作为充填材料的磷酸钙类无机骨水泥(CPC)降解吸收缓慢, 粘结性能差, 难以满足现代微创手术的需求, 临床上急需一种具有优良性能的可注射型骨粘结剂。华科润通过对骨水泥配方、制备工艺、灭菌工艺等不断优化,开发出新型高强度可降解骨水泥。该骨水泥机械性能高、可操作性能好,并具备骨诱导功能,可促进骨的分化与再生。

 

骨诱导再生材料
骨诱导再生材料具有诱导未分化细胞向成(软)骨细胞定向分化与增殖的能力,可促进成骨细胞分化成熟,参与骨和软骨生长发育及其重建过程,进而加速骨缺损修复。华科润通过生物发酵与提纯技术,生产出骨诱导活性材料,并将该材料与缓释介质相结合,得到复合骨诱导再生材料。该材料在缓慢降解过程中,不断释放的活性物质诱导新的骨组织的生长,达到快速重建的目的。

 

仿生骨材料
仿生骨材料是指在体外模拟天然骨的形成环境,通过纳米技术获得与天然骨中尺寸相同的纳米羟基磷灰石晶体,并与胶原蛋白复合,在不同尺度上(微观和宏观)实现成分、结构和功能逼近天然骨的新型复合材料。华科润通过蛋白质自组装技术,将无机骨填充材料与天然高分子进行有机结合,得到新型仿生骨材料,该材料可诱导骨组织再生,实现损伤及病变骨组织的永久性修复。

手术机器人领域

现有赋能椎体成形、脊柱内固定手术的手术机器人产品一般都是工业机械臂改装而来,为追求高精度,机器人的结构刚度要求较高,导致机械臂重量和尺寸偏大,同时在手术室这种拥挤且未建模的环境中安全是一个大问题。因此体积庞大、操作复杂、耗时偏长、价格过高等弊端在一定程度上阻碍了手术机器人市场的发展和技术推广。华科润旗下的骨科手术机器人从临床视角主导设计,主打微型化、便捷化,相较市场已有产品,充分优化操作模块和运行流程,匹配临床所需求的各类手术配件,实现在解决现有产品弊端的同时,以差异化的技术特点和人性化的产品设计满足临床用户的切实需求。
经过自主研发,华科润即将推出远程骨水泥机器人与“智能啄木鸟”脊柱手术机器人两款创新产品。

 

远程骨水泥机器人及创新医疗器械耗材整体解决方案
对于骨质疏松性椎体压缩性骨折患者,目前主要采用椎体成形技术进行手术治疗,术中存在骨水泥弥散不可控、渗漏风险大等诸多问题。同时,术者持续受到放射线的辐射伤害,据统计在无保护措施下,平均34台椎体成形手术后术者即超过了年辐射允许总量。 针对以上问题,华科润进行技术攻关,开发出远程骨水泥机器人及创新医疗器械耗材整体解决方案,通过多点定向注射技术,控制骨水泥弥散;通过精准定量注射技术,降低骨水泥渗漏风险;通过全程远控技术,大幅度减少术者放射性暴露时间,降低术者辐射伤害。
机器人具有电动注射装置,能通过按键控制骨水泥注射。使用微型机械固定臂,安装便捷,部署灵活,协作安全,可联合导航穿刺定位系统进行全方位赋能。骨水泥机器人专门配合公司独有的弯角椎体成形系列产品,可实现远程、精准、多点、定量注射,降低骨水泥渗漏率,减少X光辐射,简化医生操作,快速、高效、安全地完成手术。

 

“智能啄木鸟”脊柱手术机器人
脊柱手术机器人赋能医生的“手”(机械臂)、“眼”(导航)和“脑”(智能规划),因其操作简单、学习曲线短等优势,可有效解决传统手术中过于依赖术者经验、无法实现标准化和可重复化操作的临床痛点。华科润旗下子公司中欧智薇与欧洲合作伙伴INS自主研发的“智能啄木鸟”脊柱手术机器人搭载了高度针对性设计的手术规划与导航系统,同时具备术前规划、术中微型机械臂定位及实时导航功能。其中,微型机械臂主要负责手术执行和操作,具备运动的精准性、灵活性和平稳性。智能手术规划可以根据患者病况,推荐相应椎体的最佳手术方案参数,从而优化和提高手术的有效性和稳定性。实时导航功能针对脊柱手术存在的“看不见、打不准、拿不稳”等痛点进行了改良,开发了适用于骨科手术的计算机辅助导航系统,实现导航跨膜态配准、追踪定位及术中引导和校准功能,以保证手术的准确性。
“智能啄木鸟”构建了良好的医工合作体系,攻克了多学科领域的难点,在高灵巧轻量化机械臂研发、智能规划与导航算法等核心技术方面均实现了重要突破。

 

高灵巧轻量化机械臂
现有医用大型机器人使用工业机械臂,笨重且活动范围不可控,风险高、成本高,公司研发的微型手术机器人优势显著:其体积小,重量只有2kg,可以固定于床边轨道, 绝对移动精度可达0.2mm,可达到 6自由度 和40 cm 的移动范围, 区间可控且符合临床手术需求。

 

智能规划
通过术前规划软件可提前进行全面的手术规划。规划软件能直观地在电脑屏幕上还原病人真实的生理特征与骨骼排列,并且可以通过软件直接模拟置入虚拟植入物(如螺钉)、手术切口、模拟术后的矫形效果,减少神经损伤带来的并发症。同时也能让患者在手术前便可清晰地了解手术方式,对手术效果有形象直观的认知,减轻心理负担,实现更好的医患沟通。
手术导航是手术机器人的核心模块,其将病人术前或术中的影像数据与手术床上病人解剖结构准确对应,手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟的形式实时更新显示,使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然,使外科手术更快速、更精确、更安全。

数字化骨科领域

骨科手术是典型的硬组织操作手术,术式复杂多样,手术风险大,对医师临床经验要求高,在传统手术条件下有创伤大、辐射量高、手术时间长及术后恢复慢等问题。随着导航与机器人技术的不断创新与发展,骨科手术机器人成为推进精准、微创骨科治疗的核心设备与技术,并已逐步应用于临床。骨科手术机器人与AI结合,使微创化、智能化、安全化、精准化与个性化疾病治疗成为可能,从而有效弥补传统骨科手术的不足。中欧智薇是人工智能技术赋能骨科的领跑者,通过将机器学习与深度学习技术应用在术前规划、诊断和导航中,打造国际领先的中国智造产品,有效提高手术的准确率,为广大患者带来福音。

 

人工智能在脊柱手术术前规划中的应用
中欧智薇正基于 AI 深度学习研发一套 AI 辅助骨科三维规划系统,应用于脊柱手术术前规划。
该系统具有较高的准确性及可重复性,关键技术为基于深度学习神经网络模型实现脊柱的精确分割、识别和定位。此外,手术方案也将通过深度学习神经网络自动识别和制定。

 

 5G远程手术方案
基于云技术和人工智能算法的远程5G术前规划
手术医院将术前CT上传,结合云端人工智能分析、规划医院专家审核和确认后,将规划结果下载,导入手术机器人中进行实际手术。
基于5G技术和多通道网络优化的实时远程手术
通过专用音视频网络通道、实时规划和屏幕操作网络通道、机械臂控制网络通道实时指导手术。

 

虚拟现实技术在脊柱手术中的应用
虚拟现实技术可以为用户提供一种完全沉浸式、全景三维的影像显示,中欧智薇作为脊柱外科人工智能技术的开拓者和领导者,将 VR 显示技术应用于脊柱外科的临床教学中,并大胆探索了该方法的教学效果。
中欧智薇将基于AR 技术的导航系统引入脊柱外科的微创治疗方面,提高椎弓根螺钉置入的准确性和效率。术者能够快速感知椎弓根螺钉置入的深度、方向和空间定位。这一系统简化了复杂的置钉过程,提高了植入精度。